文档介绍：高光谱成像仪军事用途的寻求
引言：多光谱、超光谱成像技术是新一代光电探测技术，兴起于2O世纪8O年代，90年代 后形成研发热潮，至今仍在迅速发展之中。由于其特有的兼具成像和光谱探测的优点，已 广泛应用于陆地海洋地理遥感，大 气、土壤和水体在区，可用于生 化战剂的探测。
2军事应用 热红外多光谱目标，背景探测技术20世纪90年代的海湾战争中，美军很难 探测到处于中、高沙漠热背景中伪装的“飞毛腿”导弹发射车、坦克等军事目标。工作于 单一宽波段的热红外探测器经常会受到背景热杂波信号干扰，并且在昼夜、夜昼交替的两 个温度变化时刻，目标和背景的宽波段辐射差异基本为零，处于不可用状态。针对此类问 题，美军提出了热红外(3—12 m)波段多光谱探测的概念，由空军、海军、陆军和国防部高 级计划署等部门协同启动了“联合多光谱计划(JMSP)” 1993~1994年，分别在红石兵工厂、 赖特•帕特森空军基地和陆军白沙导弹试验场等地进行了一系列红外超光谱现场测试，使 用密歇根环境研究所的光谱分辨率为8 cm的高灵敏度傅里叶变换红外光谱仪，在树冠、 草地、雪地和沙漠等背景中，对涂有军用涂料的靶板、军用和民用车辆进行了试验。结果 表明，自然背景的辐射谱段之间存在很高的相关性，可以选择合适的探测谱段区分目标和 背景，即使在昼夜、夜昼交替时刻探测性能也不受影响。该项目包括试验论证、超光谱成 像光谱仪论证设计和机载超光谱成像验证三个阶段。试验论证阶段，使用傅里叶变换红外 光谱仪，在约300 m的观测塔上对目标、背景进行观测，超光谱成像光谱仪的设计中，设 计制造了中波、长波双焦平面阵列棱镜色散式成像光谱仪
SEBASS系统。第三阶段中，在大 范围的场景中对该技术进行了机载超光谱成像验证。经过对目标、背景光谱特征数据分析， 确定200 nm带宽，中心波长为8. 7、9. 15、9. 35 m的三个波段为热红外探测最佳组合 波段，成为推荐的机载前视红外系统的探测波段。
智能导弹导引头和飞机、导弹告警随着红外对抗措施和诱饵技术的发展，空一空或地 一空导弹的导引头需要具备自主识别目标和诱饵的能力，该问题同样存在于飞机、导弹告 警装置中。超光谱成像技术为此提供了有前景的解决方案，同时利用目标的图像和光谱信 息，有可能得到具有目标，诱饵高度自主识别能力的智能导引头。由于飞机尾喷、引擎外 壁等目标和红外诱饵都是高温物体，该成像光谱仪工作于可见/近红外光谱区及中波红外 光谱区。为了实现信号处理的实时化，开发了一项称之为“伪光谱”的技术，从原来的超 光谱信号数据中去除大气传输率很低的波段，合并一些波段后，得到简化的数据集，从而 可以满足实时处理的要求。在告警技术研究中，荷当NO国防、保密与安全研究机构研究 ~ p,m，第 二 波段取在3. 5 m附近的一个窄带光谱，不但可以提高红外传感器的探测距离，而且还可以 区分多种导弹推进剂。
超光谱成像技术在地雷探测中的应用高效安全的地雷探测，特别是小体积反步兵的地 雷探测，一直是军事领域中的难点。近年来，超光谱探测技术在地雷探测领域也展现了巨 大的潜力。地雷可分为掩埋雷和地表放置雷，根据选取照明源不同，可分为被动或主动探 测方式。对于掩埋雷，利用超光谱技术探测的依据为：当被掩埋